新型軸承標(biāo)志板打號機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)

師睿鑫

（北京鐵路局 豐臺車輛段 技術(shù)科，北京100038）

新型軸承標(biāo)志板打號機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)

師睿鑫

（北京鐵路局 豐臺車輛段 技術(shù)科，北京100038）

貨車檢修流程以及檢修工藝的規(guī)范化，對所需的工裝設(shè)備提出了更高的要求，原有標(biāo)志板打號機(jī)在生產(chǎn)速度及質(zhì)量上已不能滿足貨車軸承標(biāo)志板刻打的需要。選用通用氣動打標(biāo)機(jī)，根據(jù)標(biāo)志板規(guī)范，設(shè)計了標(biāo)志板專用打號臺，編寫了相關(guān)數(shù)據(jù)錄入軟件，研發(fā)了新型軸承標(biāo)志板打號機(jī)，較好滿足了生產(chǎn)需求。

標(biāo)志板；氣動打標(biāo)機(jī)；數(shù)據(jù)錄入軟件

隨著貨車檢修流程的完善以及檢修工藝的提高，現(xiàn)場對符合工藝要求、實用、操作方便、生產(chǎn)效率高、便于維修的工裝設(shè)備有了更多的需求。

《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》（以下簡稱《輪規(guī)》）中規(guī)定，鐵路貨車在進(jìn)行廠段修時，車輪軸承壓裝后必須要刻打軸承標(biāo)志板并進(jìn)行安裝。在用的標(biāo)志板打號機(jī)大部分采用‘液壓站＋鋼字頭’的刻打方式，平均5～6 min才能完成一個標(biāo)志板的刻打，生產(chǎn)效率不高；由于液壓站壓力調(diào)節(jié)繁瑣，設(shè)備使用復(fù)雜且維修不便，這在一定程度上制約了輪對檢修流程。

為解決原有軸承標(biāo)志板打號機(jī)存在的各種問題，設(shè)計制作了新型軸承標(biāo)志板打號機(jī)，采用風(fēng)源作為動力源，對構(gòu)成部件進(jìn)行了的設(shè)計選型，設(shè)計了微機(jī)控制系統(tǒng)、編寫了數(shù)據(jù)錄入軟件，較好地滿足了生產(chǎn)需求。

1 機(jī)械部分設(shè)計與實現(xiàn)

1.1 主機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計與選型

由于生產(chǎn)現(xiàn)場壓縮空氣容易獲取且空氣驅(qū)動速度較快，新型軸承標(biāo)志板打號機(jī)采用壓縮空氣作為動力源，刻打執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用通用氣動打標(biāo)機(jī)來實現(xiàn)。氣動打標(biāo)機(jī)會根據(jù)輸入的圖形和字符，驅(qū)動打標(biāo)針以數(shù)百赫茲（如300 Hz）的頻率進(jìn)行點刻，從而在工件上打出由連續(xù)點陣構(gòu)成的字符或圖形。

通過比選，采用了菲克蘇公司生產(chǎn)的氣動打標(biāo)機(jī)，構(gòu)造如圖1所示。該打標(biāo)機(jī)可以實現(xiàn)在各種金屬、非金屬材料的零部件、標(biāo)牌上打印出清晰、規(guī)范牢固的點陣標(biāo)記。打標(biāo)內(nèi)容可以是任意字符、圖形、商標(biāo)圖案等，并且支持其控制軟件進(jìn)行格式編輯，還預(yù)留控制部分接口，便于后期開發(fā)。

該型打標(biāo)機(jī)主要包括工作臺、打標(biāo)頭、空氣過濾減壓閥、二維機(jī)構(gòu)、Z軸。二維機(jī)構(gòu)是步進(jìn)驅(qū)動的X、Y運動機(jī)構(gòu)，在電腦和控制器的控制下按字符和圖形的軌跡運動；Z軸是手動升降機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整針頭和工件的距離；打標(biāo)頭是針頭振動機(jī)構(gòu)，包括鋼針、彈簧、密封圈；空氣過濾減壓閥用于過濾壓縮空氣并調(diào)整使鋼針振動的氣壓，并可方便調(diào)整打標(biāo)頭鋼針的沖擊力。

1.2 標(biāo)志板專用打號臺的設(shè)計與實現(xiàn)

單獨的氣動打標(biāo)機(jī)并不能滿足現(xiàn)場對軸承標(biāo)志板制作的需求，為此設(shè)計了軸承標(biāo)志板專用打號臺，在承托軸承標(biāo)志板的同時，實現(xiàn)標(biāo)志板的上料、下料、固定等相關(guān)操作，標(biāo)志板專用打號臺的工作流程如圖2所示，專用打號臺也使用壓縮空氣作為動力以降低成本、方便維修。

專用打號臺上料、下料、標(biāo)志板固定卡具開合的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用電磁閥對氣路進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)各部動作。根據(jù)軸承標(biāo)志板質(zhì)量輕且平整的特點，在上料、下料時均采用了真空皮碗吸取的方式來移動軸承標(biāo)志板，如圖3所示。

2 配套軟件設(shè)計與實現(xiàn)微機(jī)控制部分設(shè)計

在實現(xiàn)了軸承標(biāo)志板打號機(jī)的機(jī)械部分之后，需要根據(jù)現(xiàn)場要求實現(xiàn)其配套軟件，以方便生產(chǎn)。為此設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)單塊軸承標(biāo)志板打印模板，以及批量打印數(shù)據(jù)生成軟件。

2.1 打印模板設(shè)計

為實現(xiàn)軸承標(biāo)志板打號機(jī)的刻打控制，根據(jù)軸承標(biāo)準(zhǔn)板標(biāo)準(zhǔn)，使用“Thor X3”工業(yè)標(biāo)記打印軟件進(jìn)行了打印模板設(shè)計，實現(xiàn)了單塊軸承標(biāo)志板的打印。

選用的通用氣動打標(biāo)機(jī)為并口輸入，在微機(jī)上安裝“Thor X3”軟件后需要進(jìn)入CMOS進(jìn)行如下設(shè)置：打開INTEGRATED PERIPHERALS（集成外設(shè)端口設(shè)置）菜單，將Onboard Parallel Port（主板上并行口工作設(shè)置）設(shè)置為378/IRQ；將Parallel Port Mode（并口通訊方式）設(shè)置為ECP＋EPP。如未能正確設(shè)置CMOS中的并口模式，將導(dǎo)致打標(biāo)機(jī)無法正常使用。

設(shè)置CMOS參數(shù)后，進(jìn)入工業(yè)標(biāo)記打印軟件，進(jìn)行以下操作：

（1）按照《輪規(guī)》中21，25 t等軸重輪對軸承標(biāo)志板對刻打的不同規(guī)格要求，在標(biāo)志板上各欄的位置設(shè)置多個文字型標(biāo)記，在標(biāo)記內(nèi)容框中輸入標(biāo)記的內(nèi)容，為避免混淆可以在相應(yīng)的注釋框中輸入對該標(biāo)記的說明（例如如果輸入的是一個VIN號碼，可以在注釋中說明這是一個車輛識別號。注釋不對標(biāo)記的實際內(nèi)容起任何作用，只對標(biāo)記內(nèi)容起一個說明作用）。

（2）選擇字體，字體分別為MVF矢量刻印字體和TTF Windows系統(tǒng)字體，在選擇MVF刻印字體時，如果需要還可以選擇指定某種漢字字體。輸入完成后單擊確定按鈕，一個新定義的標(biāo)記將按默認(rèn)的尺寸、排列方式及鼠標(biāo)指定的位置被成功定義并顯示在標(biāo)記編輯框中。

（3）通過此種方式，新增多個標(biāo)記并將其用鼠標(biāo)拖動到合適的位置，調(diào)整標(biāo)志板上各欄的位置和字體大小，最終形成標(biāo)準(zhǔn)打印模板（刻打文件）。

編輯完畢后的刻打文件如圖4所示，在打印模板中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，點擊軟件中的“刻印”按鈕即可進(jìn)行單個標(biāo)志板的刻打工作。

2.2 批量打印數(shù)據(jù)生成軟件

為了提高軸承標(biāo)志板刻打效率，需要實現(xiàn)標(biāo)志板的批量刻打功能，工業(yè)標(biāo)記打印軟件“Thor X3”具有從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)并進(jìn)行批量打印的功能，要實現(xiàn)軸承標(biāo)志板的批量刻打只需要先在數(shù)據(jù)庫中生成相應(yīng)的批量打印數(shù)據(jù)，再按要求設(shè)置并執(zhí)行批量打印功能即可。

“Thorx3”工業(yè)標(biāo)記打印軟件的預(yù)刻印數(shù)據(jù)庫使用微軟的Access數(shù)據(jù)庫，文件名為“PrePMark.mdb”，保存在該軟件的安裝文件夾內(nèi)。該數(shù)據(jù)庫可以被大部分窗口編程軟件進(jìn)行編輯操作。在新型軸承標(biāo)志板打號機(jī)開發(fā)中選用了Delphi7.0進(jìn)行標(biāo)志批量數(shù)據(jù)生成軟件的編寫，考慮到方便現(xiàn)場員工使用，在界面設(shè)計上貫徹了＇所見即所得＇的思路，輸入界面與軸承標(biāo)志板排列格式一致并增加了補錄、調(diào)序等功能，通過編程實現(xiàn)的錄入界面如圖5所示。

通過人機(jī)界面－標(biāo)志板錄入軟件實現(xiàn)了標(biāo)志板刻打內(nèi)容向錄入數(shù)據(jù)庫的錄入后，利用“Thorx3”工業(yè)標(biāo)記打印軟件與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信連接功能，進(jìn)行如下設(shè)置，打開文字類標(biāo)記編輯器—標(biāo)記內(nèi)容—勾選“此標(biāo)記的內(nèi)容從預(yù)刻印數(shù)據(jù)庫中提取”復(fù)選框，即可實現(xiàn)軸承標(biāo)志板的批量打印功能（圖6）。

3 設(shè)備的試用與結(jié)論

該新型標(biāo)志板打號機(jī)在豐臺車輛段多個車間軸承班組進(jìn)行安裝調(diào)試后，進(jìn)行了試用，在使用過程中普遍反映該設(shè)備操作簡單，成批錄入數(shù)據(jù)后能夠?qū)S承標(biāo)志板進(jìn)行批量刻打，減少了人工參與放置標(biāo)志板和取出標(biāo)志板的步驟，將標(biāo)志板的打印節(jié)拍由以前的5 min/個提升到1 min/個，提高了工作效率及安全系數(shù)，并且設(shè)備故障率極低，滿足了生產(chǎn)現(xiàn)場對軸承標(biāo)志板刻打工作的需求，效果良好。

［1］ 鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則［S］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［2］ 并口工業(yè)氣動打標(biāo)機(jī)使用與開發(fā)［R］.上海：上海菲克蘇工具有限公司，2012.

［3］ DELPHI 7.0編程與開發(fā)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

Design and Implementation of New Marking Machine for Bearing Logo Board

SHI Ruixin
（Fengtai Car Depot，Beijing Railway Bureau，Beijing 100038，China）

The standardization of wagon repair and maintenance process puts forward higher requirements for the production tooling equipment，and the original logo board marking machine cannot meet the needs of production speed and quality.Using the general pneumatic marking machine，this paper designs the special logo board making table according to the specification of logo board，and develops the data entry software and the new marking machine of bearing logo board，which can better meet the production requirements.

logo board；pneumatic marking machine；data entrysoftware

U279.3＋4

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.06.30

1008－7842（2014）06－0116－03

1—）男，工程師（

2014－04－23）